DTA和DSC之间的区别--2
如何看懂DSC曲线
Tg
温度
玻璃化转变的动力学本质
体积收缩过程是一级过程：
ddVt 1V
Vt
V
聚合物体内过剩的自由体积越多，收缩越快。
v为体积松弛时间，即过剩自由体积排出l/e的时间。
聚苯乙烯：100C的松弛时间约为0.01秒，95C时约为1秒， 77C时约为一年。以1C/min的降温速度测定PS的玻璃化温 度约为90C ，即松弛时间为1-5min的温度范围。
PP的成核剂
i-PP 结晶温度为110C，过冷度为50C。模塑效率太低。 成核剂可缩短模塑时间，减小球晶尺寸，同时提高光学/ 力学性质 4-biphenyl carboxylic acid 与 2-naphtoic acid 可将Tc从 110C提高到130C .
滑石粉和碳黑作成核剂的效果
Talc % wt. 0.00 0.05 0.19 0.00 0.53 0.38 0.35 0.00 0.76 9.57
Tg, c = 164 K (-109C) Tg, t = 179 K (-94C) Tg, v = 257 K (-16C)
K1 = 0.75 K2 = 0.50
Tg(B)R 1W 6 W c 4 c0 .1 7W 3 5 tW 4 t0 .5 1W 0 2 v W 9 v
Wc + Wt + Wv = 1.0 误差 0.5C
样品量与Tm值的关系
Heat Flow (W/g)
6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
200
210 220
3.1mg 4.2mg
230 240 250
Temperature (C)
6.0
聚合物的差热分析(DTA)和差动热分析(DSC)
实验 聚合物的差热分析（DTA ）和差动热分析(DSC)一、实验目的1．了解聚合物差热分析(DTA)和差动热分析(DSC)的基本原理和应用，及相互间的差别。
2．初步掌握解释聚合物DTA 和DSC 热谱图的方法。
3．了解CDR-4P 差热分析仪的构造原理、基本操作。
4．熟练掌握使用CDR-4P 差热分析仪分别测量聚合物差热分析(DTA)和差动热分析(DSC)。
二、实验原理热分析是测量在受控程序温度条件下，物质的物理性能随温度变化的函数关系的一组技术。
目前热分析已经发展成为系统的分析方法，它对于材料的研究是一种极为有用的工具，特别是在高聚合物的分析测定方面应用更为广泛。
它不仅能获得结构方面的信息，而且还能测定性能，热分析仪已成为从事材料测试的实验室必备的仪器。
差热分析是测定试样在受热（或冷却）过程中，由于物理变化或化学变化所产生的热效应来研究物质转化及化学反应的一种分析方法，（即在程序温度下，测量物质与参比物的温度差值△T 与温度的函数关系。
△T 向上为放热反应，向下为吸热反应）简称DTA （Differential Thermal Analysis ）。
可用于测定物质在热反应时的特征温度及吸热或放出的热量，包括物质相变、分解、化合、凝固、脱水、蒸发等，尤其在聚合物（如聚烯烃、玻璃钢等）的热分析方面有重要意义。
差动热分析(DSC) 也叫做示差扫描热量法（Differential Scanning Calorimetry ），是在程序温度下，测量物质与参比物的功率差值△W 与温度的函数关系。
是和DTA 在应用上相近而在原理上稍有改进的一种热分析技术。
差动热分析仪CDR-4P 用于测定物质在热反应时的特征温度及吸热或放出的热量，包括物质相变、分解、化合、凝固、脱水、蒸发等物理或化学反应，广泛应用于无机、硅酸盐、陶瓷、矿物金属、航天耐温材料等领域。
是无机、有机、特别是高分子聚合物、玻璃钢等方面热分析的重要仪器。
DSC(示差扫描量热法)
1,2结构与S单元对SSBR Tg的影响
DSC Tg C
20
(70)
(60)
10
0
(50)
–10
(40)
–20
Tg
W1
A1Tg1W2A2Tg2 W3A3Tg3 W1A1W2A2 W3A3
W1Tg1W2K1Tg2 W3K2Tg3 W1W2K1W3K2
聚丁二烯的Tg可用下式计算
T g(B) R W cT g ,c W cW tW K t1 K T 1g ,tW v W v K 2 K 2T g ,v
W为重量分数，下标c, t, v 分别代表顺-l,4, 反-l,4 和乙烯基结构 Tg, c,t,v 分别代表三种结构均聚物的Tg Kn = (n+l)/1 为体积膨胀系数之比
Tm2, C
Hf2, J/g
162.5
100
230
108.6
101
160.9
95
162.1
102
220
108.7
99
160.5
96
162.5
97
210
108.7
96
161.0
95
162.5
99
200
109.2
102
161.0
90
162.4
88
190
109.3
98
161.0
95
162.2
99
180
110.0
PP的成核剂
DTA、DSC、TG、DTG测试方法及表征知识交流
失重率计算式如下：失重前的重量与失重后的 重量之差除以样品重量
失重率=（W0－W1）/W0×100%
2.3影响热重曲线的因素
温度的动态特性和天平的平衡特性，使影响热 重曲线（TG曲线）的因素更加复杂
影响因素可分为三个方面： 仪器方面的影响 操作条件方面的影响 样品方面的影响
例2，低压聚乙烯的DTA 曲线，在空气中的差热 曲线上于熔融和分解两 吸收峰之间出现两个小 氧化峰（见图）。可见 在较高温度下氧化作用 是显著的。对于高聚物 氧化类化学反应，由于 反应热比熔融热大，故 须在惰性气体中实验。
1为在空气中，2为在氦气 中
（3）研究高聚物中单体含量对Tg的影响
聚甲基丙烯酸甲酯的差 热曲线，可以明显看 出，PMMA的MMA 含量不同则曲线形状 不同，玻璃化温度随 MMA含量的增加而 降低
DTA和DSC的主要区别：
针对聚合物： DTA：定性测定Tg，Tm等，测定热稳定性，
耐热性，检测氧化反应，聚合反应等其它。 DSC：定量测定：热化学测量△Hm，△He，
比热，动力学，分解，结晶△H聚合反应，
DTA
DSC
一般高温炉可达到1500℃以上，主要优点：热量定量方 对超高温DTA，最高T可达到 便、分辨率高，灵敏度 2400℃，因此对高温矿物，冶 好。 金等领域应用可采用DTA。 缺点：使用温度低（以 而对温度要求不高，而灵敏度 温度补偿型DSC为例） 要求较高的有机物，高分子及 最高温度只能达725℃ 生物化学领域，DSC则是一种
用DTA研究未拉伸的和 经过拉伸的尼龙6、尼 龙66、尼龙610和涤纶 等纤维时发现未拉伸 的纤维只有一个熔融 吸热峰，而经过拉伸 的纤维有两个吸热峰， 其中第一个峰是拉伸 过的纤维取向吸热峰。
聚合物近代测试及表征DTA、DSC、TG、DTG
2.3.1仪器方面的影响因素
包括炉子形状 试样支持器形状 天平和记录机构的灵敏度 试样容器（坩埚）材料等
浮力和对流两种因素，因随机性较大，也是
热重法误差来源，必须予以注意。
2.3.2操作条件方面的影响
1.升温速率是对 TG曲线测定影 响最大的因素。 升温速率不同， 造成炉壁与坩埚 间温度差也不同， 可以产生3~14 ℃的温差。
熔融
氧化峰
（3）研究高聚物中单体含量对Tg的影响 聚甲基丙烯酸甲酯的差 热曲线，可以明显看 出，PMMA的MMA 含量不同则曲线形状 不同，玻璃化温度随 MMA含量的增加而 降低
（4）共聚物结构的研究
用分析手段测定共聚物的热转变，可借以阐明 无规，嵌段共聚物的形态结构。
在差热曲线出现两个峰，表明是嵌段乙丙共聚物，一个峰 表示聚乙烯的熔点，另一个峰表示聚丙烯的熔点。只有 一个峰的是无规共聚物。 （a）嵌段共聚物（49%丙 烯）；A乙烯B丙烯（b）无规共聚物 （15%丙烯）
（1）测定聚合物的玻璃化转变
例1．用DTA测定 聚 苯 乙 烯的 玻ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ璃化转变。由 于 聚 苯 乙烯 的 玻 璃 态 和高 弹 态的比热不同， 所 以 在 差热 曲 线 上 有 一个 转 折，Tg=82℃
（2）高聚物在空气和惰性气体中的受热情况
放热
熔融吸热峰
例1，商品尼龙-6在氦气 和空气中的DTA曲线。 由于在空气中氧化约 在180℃基线急剧偏 向放热方面，并与熔 融吸热峰相重合，而 在氦气中因有惰性气 体的保护，只呈熔融 吸热峰。其它聚合物 也有其它的现象。1为 在氦气中，2为在空气 中
A
（5）研究纤维的拉伸取向
用DTA研究未拉伸的和 经过拉伸的尼龙6、尼 龙66、尼龙610和涤纶 等纤维时发现未拉伸 的纤维只有一个熔融 吸热峰，而经过拉伸 的纤维有两个吸热峰， 其中第一个峰是拉伸 过的纤维取向吸热峰。
DTA和DSC的区别
DSC和DTA的区别DSC是样品与参比的功率差对时间DTA是样品与参比的温度差对时间DTA是指在程序升(降)温下，由于试样的吸、放热效应，测量在试样和参比物之间形成的温度差。
使两者温度始终保持相等。
将与试样和参比物补偿功率之差成正比的差示温度放大器信号输入到记录到记录器的纵轴，以此记录热流速率dq／dt。
DSC与DTA的区别在于它测量的是维持试样和参比物的温差为零所需要的功率差，因此可以直接测量反应的焓变速率dH／dt。
DSC也有恒温法与动态(升温)法之分，一般认为恒温法的结果更为可靠。
利用DSC可以同时跟踪在整个反应过程的反应速率和反应程度。
并由动力学方程求出固化反应活化能。
差热分析DTA测定在程序温度条件下试样和参比间的温度差DeltaT随炉子温度变化的函数；热流型DSC一般所指的商业化定量DTA；在定量DTA中，在控温条件下，试样和参比间的温差作为时间或温度的函数测定，温差与热流（试样端与热敏板之间）呈比例关系；样品支持器的构造有别于经典DTA设置，热电偶位于试样和参比支持器底部，另外有一套热电偶测量炉子和热敏板的温度。
试样的相变引起吸热或放热，改变流经热敏板的热流；热流的差异导致热敏板和炉子之间的温差的增量；热敏板的热容作为温度的函数在制造过程由绝热量热法测定，藉此由温度增量的波动评价转变的焓变。
定量DTA的路子设计通常较大，一些设计操作温度范围常大于1000K，铂或氧化铝材料的样品支持器，操作温度上限约至1500K;功率补偿型DSC功率补偿性的构造原理有别于上述的DTA，基于动态零位原理－－提供功率补偿，保证DeltaT-->0；样品支持器组件在一冷媒腔体上面；试样支持器和参比支持器各自独立配置一个热阻传感器（resistance sensor）——以测定支持器底部的温度，一个加热电阻丝——当由于试样相变而引致试样和参比间的温差大于阈值（典型为0.01K），进行热量补偿，补偿的功率作为时间或温度的函数记录下来，补偿功率与试样的热容呈比例关系；基于样品支持器模型的选择，功率补偿性操作温度范围为：110-1000K复合型DSC保留热流型DSC的均温块结构，以保持基线的稳定和高灵敏度；配置功率补偿型DSC的感应器以获得高分辨率TGA是测量样品在加热条件下质量的变化，适用于检查晶体中溶剂的丧失或样品升华、分解的过程。
常用热分析技术：差示扫描量热法(DSC)、差热分析(DTA)、热重分析(TAG)
常用热分析技术：差示扫描量热法（DSC）、差热分析（DTA）、热重分析（TAG）物质的物理状态和化学状态发生变化（如升华、氧化、聚合、固化、硫化、脱水、结晶、熔融、晶格改变或发生化学反应）时，往往伴随着热力学性质（如热焓、比热、导热系数等）的变化，故可通过测定其热力学性能的变化，来了解物质物理或化学变化的过程。
主要方法有：▪差热分析-DTA；▪差示扫描量热法-DSC；▪热重分析-TGA。
▪1. TG的基本原理TG：可调速的加热或冷却环境中，以被测物重量作为时间或温度的函数进行记录的方法。
DTG：微商热重曲线，热重曲线对时间或温度的一阶微商的方法获得的曲线。
2. 分析方法：升温法和恒温法升温法：样品在真空或其他任何气体中进行等速加温，样品将温度的升高发生物理变化和化学变化使原样品失重—动态法。
原理：在某特定的温度下，会发生重量的突变，以确定样品的特性。
恒温法：在恒温下，记录样品的重量变化作为时间的函数的方法。
3. 影响TGA数据的因素（1）气体的浮力和对流浮力的影响：样品周围的气体因温度的升高而膨胀，比重减小，则样品的TGA值增加。
对流的影响：对流的产生使得测量出现起伏。
（2）挥发物的再凝聚凝聚物的影响：物质分解产生的挥发物质可能凝聚在与称重皿相连而又较冷的部位上，影响失重的测定结果。
（3）样品与称量皿的反应反应的影响：某些物质在高温下会与称量皿发生化学反应而影响测定结果。
（4）升温速率的影响升温速率的影响：升温速率太快，TGA曲线会向高温移动；速度太慢，实验效率降低。
（5）样品用量和粒度用量和粒度影响：样品用量大，挥发物不易逸出，影响曲线比那话的清晰度；样品细，反应会提前影响曲线低温移动。
（6）环境气氛环境气氛对热失重曲线的影响4. 热重分析的应用热重分析主要研究在空气或惰性气氛材料的热稳定性、热分解作用和氧化分解等物理化学变化；也广泛用于涉及质量变化的所有物理过程。
根据热失重曲线可获得材料热分解过程的活化能和反应级数：k = dm/dt= A·mn·e-E/RT；ln(dm/dt) = lnA + nlnm- E/RT；获得n和E的方法：a. 示差法；b. 不同升温速率法；ln(d m/d t) = lnA + n ln m- E/RT；ln k= 0时，有：E/RT0= lnA + n ln m；T0—反应速度的对数为零时的温度；1. DSC的工作原理差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度条件下，测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的一种热分析方法。
DSC和DTA的区别
我认为DSC（差示扫描量热法）比较好，可以测定物质的熔点、比热容、玻璃化转变温度、纯度、结晶度等差热扫描量热仪——测量的结果是温度差差示扫描量热仪——测量的结果是热流，定量性较好差热分析(DTA)是在程序控制温度条件下，测量样品与参比物之间的温度差与温度关系的一种热分析方法。
差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度条件下，测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的一种热分析方法。
两种方法的物理含义不一样，DTA仅可以测试相变温度等温度特征点，DSC不仅可以测相变温度点，而且可以测相变时的热量变化。
DTA曲线上的放热峰和吸热峰无确定物理含义，而DSC曲线上的放热峰和吸热峰分别代表放出热量和吸收热量。
DTA与DSC区别的分析DTA:差热分析DSC：差示扫描量热分析。
两者的原理基本相同，都是比较待测物质与参比物质随温度变化导致的热性能的差别，同样的材料可以得到形状基本相同的曲线，反应材料相同的信息，但是实验中两者记录的信息并不一样。
DTA记录的是以相同的速率加热和冷却过程中，待测物质因相变引起的热熔变化导致的与参比物质温度差别的变化。
通常得到以温度（时间）为横坐标，温差为纵坐标的曲线。
DSC实验中同样需要参比物质和待测物质以相同的速率进行加热和冷却，但是记录的信息是保持两种样品的温度相同时，两者之间的热量之差。
因此得到的曲线是温度（时间）为横坐标，热量差为纵坐标的曲线。
比较之下，因为DSC在实验过程中，参比物质和待测物质始终保持温度相等，所以两者之间没有热传递，在定量计算时精度比较高。
而DTA只有在使用合适的参比物的情况下，峰面积才可以被转换成热量。
再者,DSC适合低温测量(低于700℃),而DTA适合高温测量(高于700℃).差热分析法(DTA)DTA的基本原理差热分析是在程序控制温度下，测量物质与参比物之间的温度差与温度关系的一种技术。
差热分析曲线是描述样品与参比物之间的温差(ΔT)随温度或时间的变化关系。
差示扫描量热法DSC说明介绍
聚合物的热分析------差示扫描量热法（DSC）差示扫描量热法是在差热分析（DTA）的基础上发展起来的一种热分析技术。
它被定义为：在温度程序控制下，测量试量相对于参比物的热流速随温度变化的一种技术。
简称DSC（Diffevential Scanning Calovimltry）。
DSC技术克服了DTA 在计算热量变化的困难，为获得热效应的定量数据带来很大方便，同时还兼具DTA的功能。
因此，近年来DSC的应用发展很快，尤其在高分子领域内得到了越来越广泛的应用。
它常用于测定聚合物的熔融热、结晶度以及等温结晶动力学参数，测定玻璃化转变温度T g；研究聚合、固化、交联、分解等反应；测定其反应温度或反应温区、反应热、反应动力学参数等，业已成为高分子研究方法中不可缺少的重要手段之一。
一、目的和要求了解差示扫描量热法的基本原理及应用范围，掌握测定聚合物熔点、结晶度、结晶温度及其热效应的方法。
二、实验原理DSC和DTA的曲线模式基本相似。
它们都是以样品在温度变化时产生的热效应为检测基础的，由于一般的DTA方法不能得到能量的定量数据。
于是人们不断地改进设计，直到有人设计了两个独立的量热器皿的平衡。
从而使测量试样对热能的吸收和放出（以补偿对应的参比基准物的热量来表示）成为可能。
这两个量热器皿都置于程序控温的条件下。
采取封闭回路的形式，能精确、迅速测定热容和热焓，这种设计就叫做差示扫描量热计。
DSC体系可分为两个控制回路。
一个是平均温度控制回路，另一个是差示温度控制回路。
在平均温度控制回路中，由程序控温装置中提供一个电信号，并将此信号于试样池和参比池所需温度相比较，与之同时程度控温的电信号也接到记录仪进行记录。
现在看一下程序温度与两个测量池温度的比较和控制过程。
比较是在平均放大器内进行的，程序信号直接输入平均放大器，而两个测量池的信号分别由固定在各测量池上的铂电阻温度计测出，通过平均温度计算器加以平均后，再输入平均温度放大器。
如何快速看懂DSC曲线2讲课文档
温度(C)
100 95 91 90 89 88 85 79 77
v
0.01秒 1秒
40秒 2分钟
5分钟 18分钟 5小时
60小时 1年
现在十二页，总共九十一页。
热焓松弛对Tg测定的影响
20C/min
上曲线：无预 处理
下曲线： 150C
保温1min, 迅速
冷却至室温
high vinyl content SSBR weight fraction
现在二十七页，总共九十一页。
充油体系
常用芳香油Tg 232K (-41C) 或
萘油Tg208 K。 芳香油Tg高于 SBR，使Tg升 高，萘油使Tg
降低。
Tg oil-extended rubber C
Tg of oil-extended SSBR and ESBR systems measured values
0.10
0.05
0.00 –120 –110 –100 –90 –80 –70 –60
Temperature (C)
现在二十五页，总共九十一页。
–50 –40
低vinyl (8.5 %wt) 与高vinyl (40.5 %wt) SSBR 完全相容，只有一个Tg ，但可以从峰加宽与峰位移判断是共混物。
Tg effects of SSBR/BR (75/25) blends 二者不相容，两个Tg
0.30
internal mixer (50C)
0.25
prepared sample
Heat Flow (W/g)
0.20
sample prepared from
0.15
dta和dsc的纵坐标单位
dta和dsc的纵坐标单位
摘要：
I.引言
- 介绍dta 和dsc 的概念
II.dta 的纵坐标单位
- 解释dta 的含义
- 说明dta 的纵坐标单位为秒(s)
III.dsc 的纵坐标单位
- 解释dsc 的含义
- 说明dsc 的纵坐标单位为米(m)
IV.总结
- 总结dta 和dsc 的纵坐标单位
正文：
I.引言
在物理学中，dta 和dsc 是两种常见的坐标单位。
它们的纵坐标单位分别表示时间和距离。
II.dta 的纵坐标单位
dta 表示时间，它的纵坐标单位是秒(s)。
在物理学中，时间是一个基本的物理量，用于描述物体的运动状态。
时间的单位有多种，例如年、月、日、时、分、秒等。
在dta 坐标系中，纵坐标单位为秒，表示时间的长度。
III.dsc 的纵坐标单位
dsc 表示距离，它的纵坐标单位是米(m)。
距离是物理学中另一个基本的物理量，用于描述物体之间的空间位置关系。
距离的单位有多种，例如千米、米、英尺、码等。
在dsc 坐标系中，纵坐标单位为米，表示距离的长度。
DTA和DSC之间的区别--2
DTA和DSC之间的区别
DTA：
温度差被测量放大并且被记录。
只有在使用合适的参比物的情况下，峰面积才可以被转换成热量。
DSC：
样品与参比物的温度差是可控制的电功率，以保持样品与参比物处于同一温度。
峰面积直接对应与样品吸收或释放的热量。
现代DTA（同时也称之为热流型DCS）：
在薄盘中测量温度，因此测定来自于坩埚的热流差，这样就给出一个正比于样品与参比物的热容差的信号，依此作为DSC来工作。
DTA与DSC信号检测的不同原理示意图
TG、DTA、DSC理论
TG理论
测量作为温度函的样品质量
测定样品纯度、分解行为、化学动力学。
DTA理论
监视样品与参比物之间的温度差作为温度的函数。
功率补偿型DSC(Differential Scanning Calorimetry)理论
在样品受到程序温度的控制下，DSC用来监视样品吸收或释放热流与参比物吸收或释放热流之间的差别。
功率补偿型DSC原理图
热流型DSC（Differential Scanning Calorimetry）理论
在薄盘中测量温度，因此测定来自于坩埚的热流差，这样就给出一个正比于样品与参比物的热容差的信号，以此作为DSC来工作。
热流型DSC原理图
功率补偿型DSC与热流型DSC DSC信号检测的不同原理示意图。
DTA与DSC
B 功率补偿型
热流型
• 在给予样品和参比品相同 的功率下，测定样品和参 比品两端的温差T，然后 根据热流方程，将T（温 差）换算成Q（热量差） 作为信号的输出。
• 优点： • 基线稳定 • 高灵敏度
功率补偿型
在样品和参比品始终保持相同温度的条件下，测定为满足 此条件样品和参比品两端所需的能量差，并直接作为信号 Q（热量差）输出。 优点： 精确的温度控制和测量 更快的响应时间和冷却速度 高分辨率
图 功率补偿型DSC结构 图
1-温差热电偶；2-补偿 电热丝；3-坩埚；4-电 炉；5-控温热电偶
DSC曲线
纵坐标：热流率（dH/dt）
曲线离开基线的位移代表样品 吸热或放热的速率（mJ·s-1）
曲线中峰或谷包围的面积代 表热量的变化。
横坐标：时间（t）或温度（T） DSC可以直接测量样品在发生物理或化学变化时的热效应。
实验影响因素
1. 扫描速度的影响 • 灵敏度随扫描速度提高而增加 • 分辨率随扫描速度提高而降低 • 扫描速度越快，灵敏度增加但分辨率下降 2. 样品制备的影响 • 样品几何形状： • 样品皿的封压： • 合适的样品量： 3. 升温速率的影响
差热分析 DTA
• 在程序控制温度下，测量物质和参比 物的温度差与温度关系的一种技术
确定Tg的方式是由玻璃化转变前后的直线部分取切线，再在实验曲线 上取一点，如图13-4a），使其平分两切线间的距离A，这一点所对应 的温度即为Tg。Tm的确定，对低分子纯物质来说，像苯甲酸，如图134（b），由峰的前部斜率最大处作切线与基线延长线相交，此点所对 应的温度取作为Tm。对聚合物来说，如图13-4（c）所示，由峰的两边 斜率最大处引切线，相交点所对应的温度取作为Tm，或取峰顶温度作 为Tm。Tc通常也是取峰顶温度。峰面积的取法如图13-3中（d）、（e） 所示。可用求积仪或数格法、亲朋好友纸称重法量出面积。如果峰前 峰后基线基本水平，峰对称，其面积以峰高乘半宽度，即A=h×Δ t1/2， 如图13-4（f）所示。
DSC-DTA定义-联系与区别
160
15K/min
0.5
-60
0.0
-80 -0.5
-1.0
Peak :158,4613 ° C Onset Point :156,2172 ° C Enthalpy /µV.s/mg : 84,7820 (Endothermic effect)
140
120
mW
-100
-1.5
-2.0
-120
-100 0 100 200 300 400 500 600 Temperature /° C
100
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Time/s
14
DSC灵敏度（Sensitivity)
传感器对单位热流的响应值
传感器类型
样品
坩埚 材质
气流 速度
气体种类
升温速率
状态 量
加盖？
15
Termocouple Responses with Temperature
9 0 .0 8 0 .0
Ni Cr / Cu Ni=Chromel/Constantan Pt Rh10% / Pt Pt Rh30% / Pt Rh6% W Re26% / W Re5%
Temperature range
-150°C 1000°C
-200°C 800°C (500°C under air) 1600°C (1000°C/900°C under H2) 1750°C (1000°C/900°C under H2) 2400°C (inert/reductive atmosphere)
T e m p e ra tu re (癈 )
高聚物结构分析与表征-第四章-DSC和DTA
a
A
Exo
t0
t
t∞
相对结晶度（结晶分数）：Xt = a/A
100
Relative crystallinity/%
80
60
40
144 oC
146 oC
20
148 oC
150 oC
0
0 t1/2
1
2
t /min
相对结晶度对时间的变化曲线
1/2 1/t1/2
等温结晶的动力学参数可由Avrami方程求得：
三种尺寸的珠状 PS的热容-温度曲线
样品尺寸越小，Tg开始的温 度降低，结束温度基本不变， 转变区变宽。
（4）退火历史 当样品从熔融态迅速降至低于Tg下退火，不同温度或相 同温度不同退火时间将会有不同的热效应。
聚氯乙烯随退火温度的升高，Tg起始温度逐渐提高。
聚苯乙烯在相同温度下经不同退火时间处理，Tg随退火 时间增加而移向高温。
1 Xt ektn
式中：Xt为结晶分数; k为结晶速率常数； n为Avrami指数，与晶体成核和生长方式有关。
Avrami指数n = 空间维数 + 时间维数
生长类型
三维生长 (球状晶体) 二维生长 (片状晶体) 一维生长 (针状晶体)
均相成核
n=生长维数+1
n=3+1=4
n=2+1=3
n=1+1=2
Endothermic
Heat Flux
Glass
样品：某线形 环氧树脂
Liquid
消除历史效应
第一次升温，在高温保持 一段时间，使高分子处于 一个完全无规的状态 ，然
Exothermic
Tg
Tg
DSC和DTA的不同之处
问 DSC和DTA有何不同？
DSC的纵轴单位为热流的单位（mW=mJ／sec），而DTA的纵轴则代表温度差（热电偶的电动势差：μV）。
也就是说，在试样发生吸热、放热反应时，DSC所配备的传感器结构和电路会将温度差换算成热量，而与DTA则不进行热量换算，直接输出温度差。
一般情况下，DSC的灵敏度较高，具有可测量出细微转变的优点，因而主要用于转变及熔点的测量。
但如果在测量过程中试样发生分解，分解气体可能会降低传感器性能，因此DSC不被用来测量分解反应。
另一方面，DTA的优势是可与TG同时测量、以及对测量中发生的分解气体具有良好的耐腐蚀性。
因此，应根据不同的测量目的，分别使用DSC和DTA。
最近推出的测量装置又新增了DTA的热量校正功能。
该功能是测量各种参比物的热量，并将各温度区的DTA信号换算成热流信号。
利用这种功能，也可对DTA峰进行热量计算。
DTA与DSC的差别
DTA与DSC的差别
差热分析(DTA)是在程序控制温度条件下，测量样品与参比物之间的温度差与温度关系的一种热分析方法。
差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度条件下，测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的一种热分析方法。
区别两种方法的物理含义不一样，DTA仅可以测试相变温度等温度特征点，DSC不仅可以测相变温度点，而且可以测相变时的热量变化。
DTA曲线上的放热峰和吸热峰无确定物理含义，而DSC曲线上的放热峰和吸热峰分别代表放出热量和吸收热量。
DTA曲线上凸表示样品的温度比参比样品的温度高，下凹表示样品的温度比参比样品的温度低。
DSC曲线上凸表示有热量释放出来，下凹表示有热量吸收，两者的趋势应该是大致一样。
dta和dsc的纵坐标单位 -回复
dta和dsc的纵坐标单位-回复原题：[dta和dsc的纵坐标单位]首先，我们需要了解什么是dta和dsc。
dta和dsc是分析物质特性和热力学过程的常用技术方法，通常在材料科学、化学、生物学等领域中使用。
在这些分析中，dta和dsc通常用于测量样品在加热或冷却过程中的温度变化情况，并通过分析曲线来揭示物质的性质和反应过程。
在dta和dsc的曲线中，横坐标表示时间或温度，纵坐标则表示所测量的物理量。
不同的实验目的和要求决定了dta和dsc曲线的纵坐标单位。
在分析中最常见的dta和dsc纵坐标单位有以下几种：1. 温度（摄氏度，）：对于许多实验来说，温度是dta和dsc曲线中最常用的纵坐标单位。
通过测量样品的温度变化，我们可以获得其热力学性质，例如熔点、热容等。
在这种情况下，纵坐标单位可以是摄氏度或其他温度单位。
2. 热流（瓦特，W）：在其他实验中，纵坐标单位可以表示样品中的热流量。
这是因为dsc和dta技术通常涉及到测量样品与周围环境之间的热交换。
通过测量样品的热流变化，我们可以了解样品中热传导、相变等热力学过程的特性。
3. 热量（焦耳，J）：除了热流量，纵坐标还可以表示样品中的热量。
热量是与温度变化相关的能量，通过测量样品在加热或冷却过程中的热量变化，我们可以推断出样品中的热力学性质。
4. 其他物理量：除了以上几种常见的纵坐标单位外，根据实验的需要，dta和dsc曲线的纵坐标还可以表示其他物理量，例如热容量、熵变等。
这些物理量的选择和表示方式通常取决于实验目的和所研究物质的性质。
需要注意的是，dta和dsc曲线的纵坐标单位不是固定的，可以根据实验需要进行调整和设置。
在实际操作中，研究人员需要根据样品的特性和所关注的热力学过程来选择合适的纵坐标单位，并进行相应的数据处理和分析。
总结起来，dta和dsc的纵坐标单位可以是温度、热流、热量或其他物理量，具体取决于实验目的和研究对象的需要。
在选择纵坐标单位时，需要充分考虑实验目的、样品性质和分析方法，并进行相应的数据处理和分析，以获得准确和可靠的结果。
材料分析方法名词解释
材料分析方法名词解释材料分析方法名词解释特征X射线：激发电压使得电子有足够的能量时。
可使靶原子内层产生空位，此时较外层电子向内层跃迁产生辐射DTA：差热分析（DTA）是在程序控制温度条件下，侧脸样品与参比物之间温度差与温度的关系的一种热分析方法。
DTA曲线：相应的温差热电势讯号经放大后送入记录仪。
从而可以得到以T为纵坐标，温度或时间为横坐标的曲线DSC：差示扫描量热法（DSC）是程序控温条件下，直接测量样品在升温、降温或恒温过程中所吸收或释放出的能量。
DSC曲线：以热流率dH/dT为纵坐标。
时间或温度为横坐标的曲线生色团：n-π*和π-π*跃迁要求分子中存在具有派轨道的不饱和基团。
这种不饱和基团的吸收中心为生色团。
助色团：有些官能团本身并不在紫外区产生吸收，但它们能使生色团的光谱峰向长波去并使其强度增加的作用，这种官能团叫助色团。
衍射衬度：由于晶体对电子的衍射效应而形成的衬度。
质厚衬度：由于样品不同微区间存在原子序数或厚度的差异而形成的衬度。
特征频率区：中红外区光谱中波数在4000cm-1-1300 cm-1的为特征频率区，也叫官能团区。
有比较明确的基团和频率对应关系，主要是伸缩振动谱带。
指纹区：中红外区光谱中波数在1300 cm-1-400cm-1的区域，反映了分子结构的细微变化。
红移：当物质的结构或存在的环境发生变化时，其吸收带的最大吸收峰波长（λmax）向长波长方向移动，这种现象称为红移（或称为“向红”）。
蓝移: 当物质的结构或存在的环境发生变化时，其吸收带的最大吸收波长（λmax）向短波方向移动，这种现象称为紫移或蓝移（或向蓝）能谱仪：能量分散（色散）谱仪简称能谱仪，EDS，检测特征X射线的能量。
优点：(1)定性分析速度快可在几分钟内分析和确定样品中含有的几乎所有元素。
(2)灵敏度高 X射线收集立体角大，空间分辨率高。
(3)谱线重复性好适合于表面比较粗糙的分析工作。
缺点：(1)能量分辨率低，峰背比低。
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DTA和DSC之间的区别
DTA：
温度差被测量放大并且被记录。
只有在使用合适的参比物的情况下，峰面积才可以被转换成热量。
DSC：
样品与参比物的温度差是可控制的电功率，以保持样品与参比物处于同一温度。
峰面积直接对应与样品吸收或释放的热量。
现代DTA（同时也称之为热流型DCS）：
在薄盘中测量温度，因此测定来自于坩埚的热流差，这样就给出一个正比于样品与参比物的热容差的信号，依此作为DSC来工作。
DTA与DSC信号检测的不同原理示意图
TG、DTA、DSC理论
TG理论
测量作为温度函的样品质量
测定样品纯度、分解行为、化学动力学。
DTA理论
监视样品与参比物之间的温度差作为温度的函数。
功率补偿型DSC(Differential Scanning Calorimetry)理论
在样品受到程序温度的控制下，DSC用来监视样品吸收或释放热流与参比物吸收或释放热流之间的差别。
功率补偿型DSC原理图
热流型DSC（Differential Scanning Calorimetry）理论
在薄盘中测量温度，因此测定来自于坩埚的热流差，这样就给出一个正比于样品与参比物的热容差的信号，以此作为DSC来工作。
热流型DSC原理图
功率补偿型DSC与热流型DSC DSC信号检测的不同原理示意图。